Принцип вимірювання висоти

Висота цілі h_ц визначається за даними вимірювання дальності до цілі r_ц та кута місця _ц цілі і з урахуванням кривизни Землі, поправки на рефракцію h_реф та висоти електричного центра антени h_а над поверхнею, яка визначає початок відліку висоти (рис. 1.5, в):

, (1.7)

де Rз = 6370 км – фізичний радіус Землі.

Поправка на рефракцію h_реф розраховується за умов нормального стану атмосфери та в припущенні лінійного спаду її параметрів з висотою аж до нуля на висоті 50 км:

, (1.8)

де (1.9)

проміжне значення висоти цілі, розраховане в припущенні нормального стану атмосфери і постійності її параметрів з висотою;

410^-5 [км^-1] – коефіцієнт заломлення світла в нормальній атмосфері.

В формулах (1.7)...(1.9) величини h_ц, r_ц, R_з та h_а мають розмірність в кілометрах.

Обчислювання за формулами (1.7)...(1.9) виконуються спецобчислювачем системи автоматичного визначення координат.

Для вимірювання висоти (у трикоординатних РЛС і радіолокаційних висотомірах) разом з оглядом в горизонтальній площині повинен бути виконаний огляд у вертикальній площині. При цьому можна використовувати послідовний, паралельний і змішаний види огляду, що багато в чому визначає вибір того або іншого методу вимірювання висоти.

Висотомір є одноканальною імпульсною РЛС. Його антена формує однопелюсткову діаграму спрямованості голчатого вигляду (вузьку в обох площинах, але, як правило, вужчу у вертикальній площині). Для здійснення огляду простору і вимірювання кута місця цілі виробляється механічне гойдання антени у вертикальній площині.

Рис.2.11. Пояснення принципу обчислення висоти

Отже, визначення висоти цілі зводиться до вимірювання її похилої дальності Dн, кута місця , поправки на рефракцію H_р і розрахунку висоти по формулі (2.26).

Принцип вимірювання висоти (продовження)

У трикоординатних РЛС РТВ найширше застосування одержали методи вимірювання висоти:

• метод V-променя;

• фазовий метод (його різновидом є гоніометричний метод);

• метод парціальних діаграм.

Метод V-променя. У деяких трикоординатних РЛС для визначення висоти цілей використовуються дві антени з плоскими ДН, одна з яких розташована вертикально, а інша похило під кутом  до першої (наприклад, в РЛС 1Л117, де  =450). Ідея методу була виказана Бонч-Бруєвічем в 1938 році.

Обидва ДНА обертаються з постійною швидкістю навколо вертикальної осі ОО'. Спочатку ціль потрапляє у вертикальну ДН (рис.2.12,а), а потім, при повороті на кут , в похилу (рис.2.12,б).

а) б)

Рис.2.12. Суть методу V-променя

Фазовий метод вимірювання висоти. Фазовий метод вимірювання висоти заснований на обчисленні висоти по виміряних значеннях кута місця і похилої дальності по формулі (2.26), при цьому вимірювання кута місця ε здійснюється фазовим методом. Такий метод вимірювання висоти реалізований, наприклад, в РЛС 55Ж6.

Рис.2.13. Суть фазового методу вимірювання висоти

Метод парціальних діаграм.

Визначення висоти цілі здійснюється з використанням виразу (2.26). Визначення кута місця при цьому може здійснюватися:

• способом дискретного відліку (РЛС 22Ж6М);

• способом порівняння амплітуд сигналів в сусідніх парціальних каналах (РЛС 19Ж6).

Існує декілька видів дискретного відліку: по номеру приймального каналу; однопороговий; багатопороговий.

Для зменшення помилки дискретності відліку (при заданій ширині променя _0.5P) застосовують порогові методи дискретного відліку.

Однопороговий метод. Суть однопорогового методу відліку (рис.2.18,а) полягає у тому, що амплітуда відображеного сигналу в сусідніх каналах порівнюється з наперед встановленим пороговим значенням Uо. Луна-сигнал залежно від дальності до цілі і ЕОП цілі може з'явитися на виходах двох, а іноді трьох і більш приймачів одночасно.

Двопороговий метод. При двопороговому методі вихідний сигнал каналів порівнюється з двома порогами: U1 і U2 > U1 (рис.2.18,б).